高壓放大器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

一、為何高壓放大器輸出電壓與帶寬難以兼顧

高壓放大器的輸出電壓和帶寬很難同時(shí)提高，本質(zhì)是高壓條件帶來的寄生參數(shù)、器件特性與動(dòng)態(tài)響應(yīng)之間的固有矛盾，屬于物理層面的制約。

首先，高壓功率器件本身存在較大寄生電容。為承受高電壓，器件的芯片面積、結(jié)電容、柵電容都會(huì)明顯增大。電容的存在會(huì)讓高頻信號(hào)被衰減、相位滯后，導(dǎo)致帶寬隨耐壓等級(jí)升高而下降，這是最根本的原因。

其次，輸出電壓越高，壓擺率受限越明顯。壓擺率是電壓變化的最大速率，高壓輸出需要更長(zhǎng)時(shí)間才能完成充放電，直接限制了最高工作頻率，帶寬也就無法提高。

第三，負(fù)載多為容性，進(jìn)一步拉低帶寬。高壓放大器常驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷、MEMS 等容性負(fù)載，容抗隨頻率升高而降低，高頻下相當(dāng)于加重負(fù)載，使放大器更難快速響應(yīng)，帶寬進(jìn)一步下降。

第四，高壓下電路寄生參數(shù)影響劇增。線路寄生電感、布線電容、器件封裝電感在高頻時(shí)會(huì)形成諧振、尖峰和振蕩，為保證穩(wěn)定，必須降低帶寬或增加補(bǔ)償，進(jìn)一步犧牲高頻性能。

第五，散熱與功耗限制高頻工作。高壓、高頻同時(shí)工作會(huì)讓開關(guān)損耗、充放電損耗急劇增加，發(fā)熱嚴(yán)重，為保證可靠性，只能降低頻率或限制電壓，無法長(zhǎng)期滿幅滿帶寬運(yùn)行。

二、提高高壓放大器帶寬的主要技術(shù)

提高高壓放大器帶寬，核心思路是減小寄生電容、縮短電壓建立時(shí)間、優(yōu)化環(huán)路增益、提升驅(qū)動(dòng)能力，常用技術(shù)如下：

1、選用高頻特性更好的高壓器件

高壓 MOSFET、高壓運(yùn)放的結(jié)電容、柵電容越小，高頻衰減越弱。選用快恢復(fù)、低電容、高 ft的高壓器件，可從硬件上提升高頻響應(yīng)，是提高帶寬的基礎(chǔ)。

2、優(yōu)化電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

采用推挽、橋式、差分放大等結(jié)構(gòu)，降低單管承受的電壓應(yīng)力，減小器件電容帶來的影響。使用電流反饋結(jié)構(gòu)替代電壓反饋，可大幅提升帶寬，且不易隨增益升高而下降。

3、減小輸出端電容與負(fù)載效應(yīng)

通過驅(qū)動(dòng)級(jí)預(yù)放大、輸出級(jí)強(qiáng)電流驅(qū)動(dòng)，加快對(duì)寄生電容和容性負(fù)載的充放電速度，減少電壓建立時(shí)間，提升高頻下的帶載能力。同時(shí)縮短功率走線，降低布線寄生電容。

4、合理設(shè)計(jì)相位補(bǔ)償與環(huán)路增益

傳統(tǒng)深度補(bǔ)償會(huì)限制帶寬，采用超前補(bǔ)償、零極點(diǎn)對(duì)消等方法，在保證穩(wěn)定的前提下，減小相位裕量損耗，擴(kuò)展環(huán)路的高頻增益，從而提升帶寬。

5、采用多級(jí)寬帶放大結(jié)構(gòu)

將高壓增益分配到前級(jí)低壓寬頻放大 + 后級(jí)高壓功率放大，前級(jí)實(shí)現(xiàn)高帶寬，后級(jí)專注高壓輸出，既保證電壓能力，又提升整體頻率特性。

6、高頻驅(qū)動(dòng)與柵極優(yōu)化優(yōu)化

驅(qū)動(dòng)電路，降低驅(qū)動(dòng)電阻，加快開關(guān)管充放電速度，減少上升 / 下降時(shí)間，降低高頻損耗與延時(shí)，使放大器在高頻下仍能快速響應(yīng)。

最后，小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對(duì)小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)高壓放大器已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí)，最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。